DE3317418A1 - Fixiervorrichtung - Google Patents
FixiervorrichtungInfo
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Description
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
83/K 030 - /ί - 11. Mai 1983
Ij WL-DI. Z.-is
Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes mittels
Wärme in einem Kopiergerät, mit einer gebogenen Heizplatte/ entlang der das Kopierblatt mit dem flüssigentwickelten Tonerbild durch eine Führungsrolle innerhalb
der Fixiervorrichtung geleitet wird, und mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Heizplatte.
Die thermische Fixierstation wird in elektrofotografischen Kopiergeräten eingesetzt, in denen auf einer
Fotoleiterschicht ein Ladungsbild erzeugt wird, das mit Entwicklerflüssigkeit durch abgeschiedene Toner-
j5 pigmente zu einem Tonerbild entwickelt wird. Das Tonerbild
wird auf einen Kopienträger wie Papier übertragen, Der entwicklerfeuchte Kopienträger mit dem Tonerbild
wird zur Fixierung in die thermische Fixiervorrichtung eingeführt, in der das Tonerbild durch Wärmeeinwirkung
wischfest auf dem Papier fixiert werden soll.
Aus der DE-OS 25 039 642 ist eine Einrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes mittels Wärme in einem mit
Flüssigentwickler arbeitenden elektrofotografischen Kopiergerät bekannt. In dieser Fixiereinrichtung ist
eine Heizeinrichtung angeordnet, entlang der das flüssigentwickelte Kopierblatt mit dem Tonerbild auf seiner
Oberseite bewegt wird. Die Heizeinrichtung weist eine gebogene Heizfläche auf, an welcher das Kopierblatt
mit seiner Rückseite anliegt und entlanggleitet, um das Tonerbild mittels Wärme zu fixieren. Die Heiz-
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fläche ist in einem Teilbereich gebogen. In geringem Abstand zu der Heizfläche befindet sich eine Führungsrolle,
die mit der das Tonerbild tragenden Fläche des Blattes in Anlage gebracht wird, um es zu dem gebogenen
Oberflächenbereich der Heizfläche hinzuleiten und einzuführen. Die ümfangsflache der Führungsrolle ist
gerändelt und in einem Abstand von dem gebogenen bzw. gekrümmten Oberflächenbereich der Heizfläche angeordnet,
der größer als die Blattdicke ist.
Die Flüssigtoner bestehen im allgemeinen aus dielektrischen Flüssigkeiten wie Isopar G, einem isoparaffinischen
Kohlenwasserstoff, der bei etwa 164 0C siedet,
in denen aufgeladene Pigmente, vorzugsweise aus Ruß, dispergiert sind. Außerdem enthalten die Flüssigtoner
Zusätze zur Steuerung der Aufladung der Pigmente, Bindemitte.1
und ggf. leicht schmelzende Wachse mit Schmelztemperaturen von etwa 80 0C. Bei der übertragung
des Tonerbildes auf den Kopienträger wie Papier oder Folie wird der Kopienträger auch mit Dispergierflüssigkeit
befeuchtet. Diese übertragene Dispergierflüssigkeit wird in der Fixiervorrichtung durch Wärmeeinwirkung
verdampft und bei wachshaltigen Tonern wird ein Aufschmelzen der abgeschiedenen Wachsteilchen angestrebt.
Dazu wird der betonerte Kopienträger in bekannter Weise (DE-OS 25 39 642) über eine Heizplatte
geführt, die in der Praxis eine Temperatur von 180 "C
bis 210 0C aufweist. Der höhere Temperaturbereich wird vorzugsweise für wachshaltige Toner eingestellt. Höhere
Fixiertemperaturen als die angegebenen Werte werden
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-y-
nicht angewandt, da bei unvorhersehbaren Staus des Kopiermaterials Papier vergilben oder sogar verzundern
bzw. Folien schmelzen würden.
Beim Einschalten des Kopiergerätes wird die bekannte Heizplatte in einer längeren Vorlaufphase aufgeheizt
und in kopierfreien Zwischenzeiten kühlt sie sich wieder ab. Beim erneuten Einschalten nach längerer Standzeit
des Kopiergeräts sind die Kopien entweder nicht ^O richtig fixiert, oder es muß relativ lange, wie in der
Vorlaufphase bis zu einigen Minuten, bis zum Erreichen der optimalen Endtemperatur und wischfest. fixierter
Kopien gewartet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fixiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art in. einem Kopiergerät so
zu verbessern, daß auch nach längerem Stillstand des Kopiergeräts die mit Flüssigtoner entwickelten Kopien,
bei verkürzter Aufheizzeit auf die volle Betriebstemperatur der Fixiervorrichtung, wischfest und mit verbesserter
Volltondichte bei Verwendung wachshaltiger Toner ausgegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
eine temperaturgesteuerte elektrische Hauptheizung, die zu Beginn des Kopiervorgangs eingeschaltet wird,
und eine elektrische Zusatzheizung, die eine zeitlich konstante Temperatur während des Stillstandes des
Kopiergeräts liefert, in Kontakt mit der Heizplatte stehen und diese erwärmen.
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In Ausgestaltung der Erfindung besteht die Hauptheizung
aus zwei in die Unterseite der Heizplatte eingelassenen Heizstäben, zwischen denen die Zusatzheizung
angeordnet ist und an der Unterseite der Heizplatte anliegt. Dabei liegt die Zusatzheizung vorzugsweise
mittig zum Lot durch den Mittelpunkt der Führungsrolle.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung isti die Zusatzheizung
in die Heizplatte zwischen den Heizstäben eingelassen.
Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
ergibt sich aus den Patentansprüchen 5 bis 9.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß die gefundene Lösung zum nachträglichen Einbau in Kopiergeräten geeignet
ist. Denn bei der Modernisierung von bereits vorhandenen Kopiergeräten wäre es ein technisch und
preislich nicht vertretbarer Aufwand, größere Eingriffe
in der elektrischen Schaltung der Fixiervorrichtung vorzunehmen. Es ist daher eine praxisgerechte Lösung,
daß die Maßnahmen zur Verkürzung der Aufheizzeit in die vorhandenen Ablaufsteuerungen der Kopiergeräte
nicht eingreifen und dadurch aufwendige Schaltungsänderungen, insbesondere der Temperaturregelschaltung,
durch die separat geschaltete Zusatzheitung vermieden werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen
näher erläutert.
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Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Fixiervorrichtung mit der erfindungsgemäßen Zusatzheizung,
die an der Unterseite einer Heizplatte der Fixiervorrichtung anliegt,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Fixiervorrichtung mit
in die Heizplatte integrierter Zusatzheizung,
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der Haupt-
und Zusatzheizung der Fixiervorrichtung, und
Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild der Steuerung der Zusatzheizung der Fixiervorrichtung.
Ein Beispiel für den mechanischen Aufbau einer Fixiervorrichtung 1 zeigt Fig. 1. Eine Heizplatte 4 aus beispielsweise
Aluminiumguß enthält als Hauptheizung zwei Heizstäbe 5,5, die in die Unterseite der Heizplatte 4
eingelassen sind. Zwischen diesen Heizstäben ist die Zusatzheizung 2 angeordnet und liegt an der Unterseite
der Heizplatte 4 an. In einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Zusatz-
heizung 2 gleichfalls in die Heizplatte 4 eingebettet. Die Zusatzheizung 2 kann Platten-, Zylinder- oder eine
sonstige geeignete Form aufweisen.
Heizplatten der in Fig. 1 gezeigten Form werden u.a. in den Infotec-Kopiergeräten der KALLE Niederlassung
der Hoechst AG eingesetzt. Ähnliche Anordnungen ergeben sich für abgewandelte Formen solcher Heizplatten.
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-JS-
Durch die geschwungene bzw. gebogene Form der Heizplatte 4 der Fig. 1 in Verbindung mit einer oberflächlich
strukturierten Führungsrolle bzw. Artdruckwalze 6,
die beispielsweise gerändelt ist, wird ein inniger Kontakt zwischen der Heizplatte 4 und dem durchlaufenden
Kopienblatt 9 erreicht. Ein Fixierspalt 10 zwischen der Andruckwalze 6 und der Heizplatte 4 beträgt
im Stand der Technik etwa 2 mm. Die Wirkungsweise der Schnellheizung zur sicheren wischfesten Fixierung und
guten Aufschmelzung der Tonerbilder auch nach kurzer Einschaltzeit wird verstärkt durch einen engeren
Fixierspalt 10 im Vergleich zu bekannten Fixiervorrichtungen, überraschenderweise kann der Fixier^-
spalt 10 bis auf etwa 0,3 mm verengt herden, ohne daß
der Durchlauf der Kopienblätter aus Papier oder Folien beeinträchtigt wird und ohne daß die Tonerbilder auf
den Kopienblättern verwischt werden. Als Breite des Fixierspaltes 10 über der Heizplatte 4 mit der Zusatzheizung
2 zur Hauptheizung 5,5 und der Andruckwalze sind 0,3 bis 0,5 mm vorgesehen, vorzugsweise 0,4 mm.
Ein Blockschaltbild der Haupt- und Zusatzheizung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Heizplatte 4 enthält die
Hauptheizung 5,5, die in der Praxis eine elektrische Heizleistung von 700 W bis 800 W aufweist. Mit der
Hauptheizung wird die Heizplatte in 1 1/2 bis 2 Minuten auf etwa 210 0C aufgeheizt. Die Hauptheizung
5,5 wird über einen Thermofühler 3 und eine Steuerschaltung 11 geregelt. Die Temperaturschwankungen
dieser Regelung betragen typischerweise etwa +_ 10 "C.
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An der Heizplatte 4 liegt die Zusatzheizung 2 an bzw. ist in die Heizplatte integriert und wird getrennt von
der Hauptheizung geschaltet. Die Zusatzheizung hat eine relativ geringe Leistung, beispielsweise von nur
60 bis 80 W. Mit dieser geringen Leistung wird die Heizplatte 4, unabhängig von einem eventuellen Kopiervorgang,
auf einer Temperatur von 150 0C bis 160 "C
gehalten. Diese Temperatur der Heizplatte in Warteposition liegt niedriger als der ausgesteuerte Tempera-
IQ turbereich der Hauptheizung, der einen Bereich von
180 0C bis 210 0C umfaßt, mit einer Schwankung von
+_ 10 "C. Andererseits ist die Temperatur in der Warteposition
hoch genug, um beim zwischenzeitlichen Kopieren beim Hinzuschalten der Hauptheizung in kurzer
Zeit, beispielsweise während der aus Reinigungsgründen vorgeschalteten Vorlaufzeit von.etwa 20 bis 30 Sekunden,
die optimale Betriebstemperatur für eine wischfeste Fixierung der Kopien zu erreichen. Die Kopien
werden daher sofort wischfest und bei wachshaltigen Tonern mit großer Volltondichte ausgegeben. Die Temperatur
in der Warteposition soll nicht tiefer als etwa 50 "C unter der unteren Regeltemperatur der Hauptheizung
sein, damit das Aufheizen auf Betriebstemperatur noch in der Vorlaufphase des Kopiergeräts erfolgt,
d.h. innerhalb von 20 bis 30 Sekunden.
Die schaltungstechnischen Einzelheiten der Zusatzheizung 2 sind in Fig. 4 dargestellt. Der Hauptschalter
liegt mit seinen zwei Kontakten SWl-I und SWl-2 in den
Leitungen für die Versorgung mit Netzspannung und
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KALLE Niederlassung der Hoechst AG
weist drei Schaltstellungen auf, nämlich eine Ausschaltstellung, in der beide Kontakte SWl^-I und SW1-2
geöffnet sind, eine Schaltstellung, in welcher der Kontakt SWl-2 schließt und der Kontakt SWl-I geöffnet
ist und eine Taststellung, in der SWl-2 geschlossen ist und SWl-I schließt. Diese drei Schaltstellungen
mit den zugehörigen Kontaktstellungen sind tabe,llarisch nachfolgend zusammengestellt.
Schaltstellung Kontakte Aus Ein Tast
SWl-I offen offen schließt SW1-2 offen schließt geschlossen
Von der einen Netzleitung, in der eine Netzsicherung liegt, führen Leitungen rt und ws zu einem Arbeitskontakt
33/34 und zu einem Ruhekontakt 41/4 2 in der Relaisschaltung 8, die ein zweipoliges Relais 13/14
und 23/24 mit einem Kleinschütz SKS enthalt. Das Schütz SKS ist über einen Anschlußpunkt bl mit der
nicht gesicherten Netzleitung in Verbindung und über den Verbindungspunkt b an die Kontaktpunkte 34,42
angeschlossen.
Der Verbindungspunkt a des Schütz SKS ist mit dem Kontaktpunkt 23 verbunden.
3O
3O
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Die abgesicherte Netzleitung ist direkt mit dem Kontakt 13/14 verbunden, über die Kontaktpunkte 14,24
ist eine Glimmlampe geschaltet, die den Betrieb der Zusatzheizung 2 anzeigt. Der Ruhekontakt 41/42 der
Relaisschaltung 8 ist bis zum Anziehen des Schütz SKS geschlossen, um dann zu öffnen, während gleichzeitig
der Arbeitskontakt 33/34 schließt.
An die Zusatzheizung 2 wird über die Relaisschaltung und den Hauptschalter 7 die Versorgungsspannung zugeführt.
Einzelheiten wie Thermosicherungen und Schaltungsmaß nahmen, wie sie zur Spannungsumstellung von
120 V auf 220 V erforderlich sind, wurden zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen.
Bei Betätigung des Schalters 7 .schließt zuerst der Kontakt SWl-2. Er bleibt geschlossen, bis der Schalter
wieder auf "aus" gestellt wird. Dann schließt kurzzeitig durch Tasten des Schalters 7 der Kontakt SWl-I und
an das Kleinschütz SKS wird über die Sicherung SWl-I,
den Kontakt 41/42, b, SKS, a, SW1-2, Spannung angelegt. Das Schütz SKS betätigt seine Kontakte, hält
sich über den Kontakt 33/34 selbst und schaltet über die Kontakte 23/24 und 13/14 die Glimmlampe und die
Zusatzheizung an.
Da die Zusatzheizung 2 nur mit halber Leistung betrieben werden soll, wird sie über die Diode (1N4007) an
Spannung gelegt, die eine Halbwellengleichrichtung vornimmt.
Claims (9)
1. Fixiervorrichtung zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes mittels Wärme in einem Kopiergerät,
mit einer gebogenen Heizplatte, entlang der das Kopierblatt mit dem flüssigentwickelten Tonerbild
durch eine Führungsrolle innerhalb der Fixiervorrichtung geleitet wird, und mit einer Heizeinrichtung zum
Erwärmen der Heizplatte, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperaturgesteuerte elektrische Hauptheizung
(5,5), die zu Beginn des Kopiervorgangs eingeschaltet wird und eine elektrische Zusatzheizung (2), die eine
zeitlich konstante Temperatur während des Stillstandes des Kopiergeräts liefert, in Kontakt mit der Heizplatte
(4) stehen und diese erwärmen.
2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptheizung aus zwei in die Unterseite der Heizplatte (4) eingelassenen Heizstäben
(5,5) besteht, zwischen denen die Zusatzheizung (2) angeordnet ist und an der Unterseite der Heizplatte
(4) anliegt.
3. Fixiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung (2) mittig zum Lot
durch den Mittelpunkt der Führungsrolle (β) liegt.
4. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzheizung (2) in die Heizplatte (4) zwischen den Heizstäben (5,5) eingelassen
ist»
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5. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleistung
der Zusatzheizung (2) bis zu zehn Prozent der elektrischen Heizleistung der Hauptheizung (5,5)
c beträgt.
6. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heizplatte
(4) durch die Zusatzheizung (2) in den kopierfreien Stillstandzeiten des Kopiergeräts bis zu 50 "C
niedriger als während des Kopierbetriebs und nicht höher als die niedrigste Temperatur des Regelbereichs
der Hauptheizung (5,5) gehalten ist.
•je 7. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein.Fixierspalt (10) zwischen der gebogenen Heizplatte (4) und der Zuführrolle
(6) 0,3 bis 0,5 mm beträgt.
2Q 8. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzheizung (2) über eine Relaisschaltung (8) mit der Versorgungsspannung verbunden
ist und daß die Relaisschaltung (8) mittels eines Hauptschalters (7) des Kopiergeräts einschaltbar
ist·
9. Fixiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisschaltung (8) ein zweipoliges
Relais (SKS, 13/14, 23/24) zum Anschalten der Zusatzheizung (2) an die Versorgungsspannung enthält
β β ft
Λ β «
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und daß das zweipolige Relais einen Kleinschütz (SKS) mit einem Selbsthaltekontakt (33/34) als Arbeitskontakt
und mit einem Ruhekontakt (41/42) enthält, der bis zum Anziehen des Kleinschütz geschlossen ist und
dann öffnet.
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